• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.293-308
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• 1999

이 논문에서는 패널, 깊은 보 그리고 전단벽과 같이 평면응력상태하에 있는 철근콘크리트 구조물의 비선형 유한요소해석에 있어서의 직교이방성 콘크리트 구성 모델의 적용성을 보여준다. 등가의 일축 변형을 개념을 토대로 콘크리트의 구성 관계가 주변형률 축과 일치하고 하중이력에 따라 회전하는 직교하는 축에 대해 제시된다. 제안된 모델은 이축 압축응력상태와 인장-압축 응력상태에서 각각 압축강도의 증가와 인장 저항력의 감소효과를 보여주는 이축 파괴영역의 정의를 포함한다. 인장균열이 발생한 후, 콘크리트의 압축강도의 감소효과가 제시되고, 인장강화효과로 알려진 철근에 의해 지지되는 콘크리트의 인장응력이 고려된다. 평균응력과 평균변형률 개념을 사용하여 힘의 평형, 적합조건 그리고 철근과 철근을 둘러싼 콘크리트 사이의 부착응력-슬림 관계를 토대로 인장강화효과를 모사하기 위한 모델이 제안된다. 유한요소 모델에 의한 예측은 유용한 실험자료와의 비교에 의해 입증된다. 이 논문에서는 해석결과와 이상화한 전단 패널실험으로부터 얻어진 실험값의 비교연구가 수행되고, 제안된 모델의 타당성을 보여주기 위해 서로 다른 응력상태하의 전단 패널 보와 벽체의 힘-변위 관계를 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.41-47
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• 2016

본 연구에서는 콘크리트에 표면매입된 FRP판의 부착거동에서, 전단키와 연단거리의 효과를 관찰하기 위한 부착시험을 실시하였다. 실험에서의 주요변수는 전단키의 위치, 형태 그리고 연단길이이다. 규격 $3.6mm{\times}16mm$의 FRP를 $400mm{\times}200(300)mm{\times}400mm$ 규격의 콘크리트 블록에 매입하고 에폭시로 고정시켜서 실험변수에 따라 총 10개의 부착실험체를 제작하였다. FRP의 연단에 인장력을 가한 뒤 파괴시까지 실험을 실시하고 하중을 기록하였으며, 미끄러짐과 FRP의 인장변형량을 기록하였다. 실험으로부터, 전단키의 위치는 가력부에서 멀리 떨어질수록 전단강도가 상승하는 것으로 나타났으며, 전단키의 직경이 커질수록 내력이 저하되는 것으로 나타났다. 특히 전단키가 일정 이상의 규격이 되면 전단키가 없는 경우에 비하여 내력이 저하되어 오히려 부착강도에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. NSM FRP에서 응력장용방향의 연단거리가 길어짐에 따라 동일 부착길이임에도 불구하고 내력이 일부 증가하는 것으로 나타났다. 표면매입 보강된 FRP의 부착실험에서, FRP와 콘크리트사이의 부착-미끄러짐은 전체거동을 지배하는 것으로 나타나므로 이에 따른 과도한 미끄러짐은 설계에 반드시 고려될 필요가 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.168-174
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• 2001

탄소섬유쉬트는 고강도, 경량 및 고 내구성 등의 우수한 재료적 성질을 가지고 있어 철근콘크리트 건축물의 보수 .보강재료 장범위하게 사용되어져 왔다. 탄소섬유쉬트와 콘크리트 사이의 부착강도 즉, 부착거동은 탄소섬유쉬트에 의해 보수.보강되는 철근콘크리트 부재의 보강성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이다. 따라서, 탄소섬유쉬트와 콘크리트의 접합면에서 발생되는 부착파괴의 메카니즘은 명확히 구명될 필요가 있다. 본 연구에서는 양생온도, 콘크리트의 표면상태 및 함수율 등의 환경요소변화에 따른 탄소섬유쉬트와 콘크리트의 인발접착강도을 파악함으로써 환경요소의 영향을 평가하였으며 아울러, 탄소섬유쉬트와 콘크리트와의 부착성능을 결정하는 유효부착길이 및 평균부착응력도를 평가하였다. 연구결과, 인발접착강도에 미치는 환경요소에서 양생온도가 가장 중요한 영향인자로 나타났으며, 인장전단부착 실험으로부터 얻어진 유효부착길이 및 평균부착응력도는 각각 15 cm 및 9.78~11.88kgf/$\textrm{cm}^2$ 내외라고 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.513-520
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• 2005

현재 유럽 및 일본의 경우 기둥 및 보 부재에 대한 전단 설계에 있어, 전단기구로서 전단보강근과 주철근의 부착작용을 필요로 하지 않는 아치기구와 전단보강근과 주근의 부착 작용을 필요로 하는 트러스기구를 고려하여, 양자의 합으로 전단내력을 평가하는 방식을 취하고 있다. 이러한 설계 방법은 매우 명료하고, 또한 힘의 평형 조건에 기초하여, 단적으로 부착의 좋고 나쁨 및 전단보강근 양의 대소로 정해지는 상한 값으로 전단 내력을 평가하는 것이 특징이다. 본 연구에서는, 역대칭 휨 모멘트를 받는 철근콘크리트 보 부재에서 단부의 텐션쉬프트 영역 사이를 대상으로 한 주철근의 축 방향 응력(압축, 인장) 및 주근의 직경, 부착길이의 상이함에 기인하는 부착거동의 차이와 트러스 기구와의 관계를 명확히 하는 것을 목적으로, 트러스기구만이 재현 가능한 모델 실험법을 제안하고, 전단보강근의 양, 부재의 축압축 응력의 크기 및 부착 영역 양단의 주철근에 가하는 힘의 크기를 실험 변수로 한 부재 실험을 실시하였다. 실험에서 얻은 결과에 기초하여, 양단부 주철근에 가한 힘의 차이로 인해 발생하는 부착응력 분포의 차이를 고려한 일정 트러스 기구와 부채형 트러스기구를 중첩한 복합 트러스 모델을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.351-358
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• 2007

현재 상용되고 있는 강판 보강법이나 탄소섬유 시트 부착 보강법과는 달리, 고장력 인장봉을 이용한 외부 비부착 방식의 보강법은 설치가 간단하고 시공 시간이 짧은 등의 장점이 있다. 또한 외부 비부착 보강법은 콘크리트 표면처리가 필요 없고 에폭시 등의 접착제를 사용하지 않아 환경에 미치는 영향도 적다. 지난 연구에 이어 본 연구에서는 보강된 RC보에 관한 총 9개의 실대형 시험체를 변수별로 제작하여 여러 변수가 실제 구조물에 미치는 영향을 검토하였다. 시험체의 주요 변수는 보강재의 크기와 전단 보강근의 간격, 지지 조건이다. 본 논문에서는 보강된 RC 보의 구조적 거동을 무보강 시험체와 비교하여 기술하였다. 실험 결과 고장력 인장봉으로 보강된 RC보는 무보강 시험체와 비교하여 강도와 휨 성능에서 탁월한 효과를 나타내었으며 전단 보강근이 과소 배근된 시험체에서도 고장력 인장봉에 의한 전단 내력 효과를 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.441-448
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• 2007

지진하중을 받는 철근콘크리트 접합부의 거동은 전단과 부착 메커니즘에 의해 결정된다. 하지만 전단과 부착은 반복하중에 매우 취약하기 때문에 접합부는 항상 탄성 영역 내에 있어야 한다. 내진 설계 기준에서는 보에 소성힌지를 발생시켜 기둥과 접합부는 탄성 상태를 유지하면서 보에서 에너지소산이 이루어지도록 하는 것을 원칙으로 한다. 하지만 접합부와 인접한 보에 소성힌지가 발생할 경우, 보에서 발생한 소성힌지에서의 철근 변형률이 접합부 철근의 변형에 영향을 미쳐 결국 접합부의 전단 및 부착강도를 떨어뜨리는 결과를 가져오게 된다. 본 논문에서는 보 인장 철근량을 변수로 한 다섯 개의 철근콘크리트 보-기둥 접합부를 제작하고 보에 소성힌지를 발생시킨 후 그 결과를 분석하였다. 실험 결과, 보 인장철근량이 적을수록 접합부의 연성은 증가하였다. 또한 소성힌지 영역의 철근이 항복함에 따라 접합부의 연성률이 증가하고 접합부의 보 부재축 방향 인장변형률도 증가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.299-309
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• 2015

강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPFRC)는 뛰어난 압축 및 인장강도를 가지고 있는 재료이다. 일반 콘크리트는 균열 발생 후 균열에 수직으로 보강된 철근의 구속력을 수직항력으로, 구속력에 의해 발생하는 골재 맞물림 등에 의한 균열면의 거칠기를 마찰 계수로 표현하여 전단 마찰 강도를 정의하고 있다. UHPFRC는 골재 맞물림 현상은 없으나 강섬유의 부착응력에 의한 균열 후 인장력이 상당히 큰 특징이 있으며, 이러한 특징은 전단 마찰 강도에 반영되어야 함이 타당하다. 본 연구에서는 전단면에 횡철근이 보강된 24개의 직접 전단실험체를 제작하여 푸시 오프 실험을 수행하였다. 실험결과는 소성 이론에 의해 분석되었으며 이로부터 전단 마찰 계수와 유효 계수를 도출하였다. 소성 이론에 의한 전단 마찰 강도식은 기존 실험결과 및 기존 전단 마찰 강도식과 비교하여 타당성을 검증하였으며, 최종적으로 UHPFRC의 균열 후 인장강도를 고려한 일체식 구조체의 전단 마찰 강도식을 제안하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권1호
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• pp.153-159
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• 1998

최근 교통량의 증가에 의해 직접 하중을 부담하는 교량바닥판의 손상이 심각한문제로 부각되고 있다. 더욱이 차량하중의 증가는 바닥판손상을 더욱 가속화시키고 있는 실정이다. 바닥판의 손상이 심한 경우에는 교체 또는 성능개선공사를 시행하게 되는데, 이때 기존의 현장타설바닥판이 갖는 단점을 보완할 수 있는 프리캐스트 콘크리트 바닥판은 공기단축, 품질확보 등의 측면에서 매우 효과적인 대체공법이 될 수 있다. 프리캐스트 콘크리트 바닥판은 기존의 현장타설바닥판과달리 바닥판간에 이음부를 갖는 구조적 특징이 있으며, 다양한응력상태에 있는 바닥판중에 존재하는 비연속부인 이음부와 콘크리트 부재사이의 원활한 하중전달을 위해 부착강도는 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 이음부의 부착강도를 함리적으로 평가할 수 있는 새로운 실험방법을 제안하고 이를 이용하여 휨, 직접인장 및 전단실험을 수행하였다. 또한 구성재료에 대한 압축, 휨인장 및 할렬인장강도 특성도 평가하였 다. 부착 및 강도특성에 관한 실험결과, 제안된 실험방법을 이용하면 실제에 근접한 부착강도를 평가할 수 있으며 국내에서 사용되는 충전재료중 무수축모르터가 프리캐스트 콘크리트 바닥판간 이음부의 채움재로서의 기본요건을 만족하고 있는 것을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.1-8
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• 2020

이 연구에서는 철근콘크리트 부재의 전단파괴가 휨-전단 메커니즘에 지배된다는 가정을 바탕으로 인장측과 압축측에 대한 2개의 전단요구곡선들과 이에 대응되는 잠재전단강도곡선들을 각각 도출하였으며, 이를 기반으로 전단강도 산정모델을 제안하였다. 제안모델에서는 철근과 콘크리트의 부착거동을 고려하여 휨균열폭과 철근의 국부응력증가분을 산정하였다. 또한, 휨균열로부터 발전되는 지배전단균열의 생성과 균열진전거동을 이론적으로 모사하기 위하여 균열집중계수를 도입하였으며, 이를 통해 단면높이가 큰 철근콘크리트 부재에서 관측되는 크기효과를 반영하였다. 또한, 기존의 해석모델과는 다르게 전단철근과 콘크리트의 전단기여분 사이의 상호작용을 고려할 수 있는 새로운 형태의 수식을 개발하였다. 제안모델의 검증을 위하여 방대한 전단실험체들을 기존문헌으로부터 수집하였으며, 이를 통해 해석모델을 검증한 결과는 제안모델이 실험체들의 재료, 크기 및 철근의 부착특성에 관계없이 실험결과를 정확하게 평가할 수 있음을 보여주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.677-684
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• 2007

본 연구에서는 유리섬유시트로 휨보강된 RC 보의 파괴 양상을 분석하고, 부착파괴를 방지하기 위한 실험 연구를 수행하였다. 부착파괴를 방지하기 위한 방법으로 부착길이를 증가시키는 방법과 U형 보강 방법 및 에폭시 전단키 보강 상세에 대하여 검증하였다. 유리섬유시트의 부착길이는 콘크리트 계면과 보강재 사이의 부착강도를 가정하여 계산하였다. U형 보강 방법은 콘크리트 밑면에 부착된 유리섬유시트의 단부 혹은 중앙부를 U형으로 감싸서 보강하였다. 콘크리트 하부에 매립된 전단키는 유리섬유시트의 인장력에 대하여 충분한 부착력을 제공하도록 하였다. 단부 U 보강과 중앙부 U 보강은 부착파괴를 방지하기 위해 기존에 제안된 방법이며, 에폭시 전단키는 본 연구에서 제시된 새로운 방지 상세이다. 유리섬유시트의 부착파괴 방지 상세에 대한 효과를 검증하기 위하여 총 6개의 실험체를 제작 실험하였다. 본 실험 결과에 의하면 부착길이 및 단부 U 보강 상세를 적용하는 방법은 조기 부착파괴를 억제하지 못하는 것으로 나타났다. 반면 중앙부 U 보강 상세는 보강재를 따라 발생하는 박리균열의 진행을 억제시키기 때문에 부착파괴를 지연하는 효과가 있으며, 전단키의 경우는 부착파괴를 충분히 방지하며 유리섬유시트의 파단을 유도하는 것으로 나타났다.